DE102022111359A1

DE102022111359A1 - Verfahren zur Herstellung eines verspannten Batteriezellenverbunds

Info

Publication number: DE102022111359A1
Application number: DE102022111359.0A
Authority: DE
Inventors: Tim Dressel; Jens Dietrich; Steffen Hirschmann
Original assignee: MAN Truck and Bus SE
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 2022-05-06
Filing date: 2022-05-06
Publication date: 2023-11-09
Also published as: WO2023213592A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines verspannten Batteriezellenverbunds (10). Das Verfahren weist dabei ein Anordnen von mehreren Batteriezellen (12) zu einem Batteriezellenverbund auf. Ferner weist das Verfahren ein Verspannen des Batteriezellenverbunds mittels zumindest eines Druckstempels (22) einer Spanneinrichtung auf. Beim Verspannen des Batteriezellenverbunds drückt der zumindest eine Druckstempel (22) dabei gegen den Batteriezellenverbund. Weiterhin weist das Verfahren ein Aufbringen einer aushärtbaren Masse (2) auf den verspannten Batteriezellenverbund (10) auf. Die Erfindung betrifft ferner einen verspannten Batteriezellenverbund, der nach ebendiesen Verfahren hergestellt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines verspannten Batteriezellenverbunds sowie einen verspannten Batteriezellenverbund, der nach ebendiesen Verfahren hergestellt ist.
Im Stand der Technik ist es bekannt, Elektro- und Hybridfahrzeuge mit Batteriemodulen auszustatten, um mittels der dort gespeicherten bzw. speicherbaren elektrischen Energie die Antriebsaggregate der entsprechenden Fahrzeuge anzutreiben. In der Regel umfassen derartige Batteriemodule mehrere Batteriezellen (z. B. Lithium-Ionen-Batteriezellen), die miteinander zu einer Hochvolt-Batterie elektrisch verbunden sind.
Weiterhin bekannt ist es, die Batteriezellen eines solchen Batteriemoduls mechanisch zu verspannen. Üblicherweise werden die Batteriezellen dazu in Form eines Zellstapels angeordnet, welcher sodann unter Aufbringung einer Vorspannkraft mittels einer mechanischen Haltevorrichtung fixiert wird. Eine derartige Haltevorrichtung kann z. B. als ein Halterahmen mit zwei Endplatten ausgeführt sein, die über zumindest zwei Seitenplatten miteinander verbunden sind. Neben einem Zusammenhalten des Zellstapels dient das Verspannen oftmals auch als Maßnahme gegen ein zu schnelles Altern der Batteriezellen. So ermöglicht das Aufbringen einer idealen Vorspannung, welche von der Chemie der Batteriezellen abhängig ist, dass die Batteriezellen die höchste nutzbare Zahl an Lade- und Entladezyklen bei gleichzeitig größtmöglicher nutzbarer Batteriekapazität erreichen.
Nachteilig an den bekannten Haltevorrichtungen ist oftmals die mitunter vielteilige Ausgestaltung und komplexe Verbindung der entsprechenden Komponenten, wie z. B. Seitenplatten, Zuganker, Spannbänder etc. Weiterhin nachteilig ist, dass sich durch die meist metallischen Haltevorrichtungen parasitäre Kapazitäten, sog. Y-Kapazitäten, ausbilden können, welche die Performance des Batteriemoduls beeinträchtigen können.
Entsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Bereitstellen verspannter Batteriezellen zu vereinfachen bzw. zu verbessern. Vorzugsweise ist es dabei eine Aufgabe der Erfindung, eine möglichst einfache Möglichkeit bereitzustellen, mittels derer Batteriezellen in einem verspannten Zustand fixiert werden können, bevorzugt ohne dass hierbei (mitunter schwere) metallische Rahmenstrukturen notwendig sind.
Diese Aufgaben können mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst werden. Vorteilhafte Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
Nach einem ersten unabhängigen Aspekt wird ein Verfahren bereitgestellt. Bevorzugt dient das Verfahren zur Herstellung eines verspannten Batteriezellenverbunds.
Das Verfahren weist dabei ein Anordnen von mehreren Batteriezellen (z. B. Lithium-Ionen-Batteriezellen) zu einem Batteriezellenverbund. Als Batteriezellenverbund kann dabei bevorzugt eine vorbestimmte, d. h. zuvor festgelegte, Anordnung der Batteriezellen zu einer Einheit verstanden werden. Beispielsweise kann der Batteriezellenverbund ein Batteriezellenstapel und/oder eine Rasteranordnung von Batteriezellen sein.
Weiterhin weist das Verfahren ein Verspannen des Batteriezellenverbunds mittels zumindest eines (z. B. zylinderförmigen) Druckstempels einer Spanneinrichtung auf. Hierbei ist vorgesehen, dass der zumindest eine Druckstempel beim Verspannen des Batteriezellenverbunds gegen den Batteriezellenverbund drückt. Beim Verspannen können die mehreren Batteriezellen somit druckbeaufschlagt bzw. gegeneinandergepresst werden. Der zumindest eine Druckstempel der Spanneinrichtung kann z. B. mechanisch, hydraulisch und/oder pneumatisch angetrieben sein.
Ferner weist das Verfahren ein Aufbringen einer, vorzugsweise elektrisch nichtleitenden, aushärtbaren Masse auf den verspannten Batteriezellenverbund auf. Vorzugsweise erfolgt das Aufbringen der aushärtbaren Masse während der Batteriezellenverbund mittels des zumindest einen Druckstempels verspannt ist. Beispielsweise kann das Aufbringen der aushärtbaren Masse in der Spanneinrichtung erfolgen. Bei der aushärtbaren Masse kann es sich z. B. um ein Harz (z. B. ein Gießharz), eine Formmasse und/oder einen schäumenden Kunststoff handeln. Bevorzugt dient das Aufbringen der aushärtbaren Masse dazu, den verspannten Batteriezellenverbund zu fixieren. Nach einem Aushärten der aushärtbaren Masse kann der Batteriezellenverbund somit auf vorteilhafte Weise in einem verspannten Zustand fixiert sein, ohne dass dazu aufwendige vielteilige Rahmenkonstruktionen notwendig sind. Dies hat ferner den Vorteil, dass die Batteriezellen möglichst zuverlässig gegen äußere Einwirkungen geschützt sind und zudem eine elektrische Isolation nach Außen erreicht werden kann. Durch das Einsparen metallischer Rahmenelemente können ferner auf vorteilhafte Weise parasitäre Y-Kapazitäten reduziert und/oder die elektromagnetische Verträglichkeit der Vorrichtung verbessert werden.
Nach einem Aspekt kann der zumindest eine Druckstempel mindestens zwei (z. B. zylinderförmige) Druckstempel aufweisen. Bevorzugt drücken die mindestens zwei Druckstempel beim Verspannen des Batteriezellenverbunds dabei voneinander entgegengesetzten Seiten (z. B. unmittelbar) gegen den Batteriezellenverbund. Lediglich beispielhaft kann einer der mindestens zwei Druckstempel beim Verspannen von links gegen den Batteriezellenverbund drücken, während ein zweiter der mindestens zwei Druckstempel von rechts gegen den Batteriezellenverbund drückt. Dabei können die mindestens zwei Druckstempel gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch ein möglichst gleichmäßiges Verspannen des Batteriezellenverbunds erreicht werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann das Aufbringen ein Vergießen, Verspritzen und/oder Verschäumen der aushärtbaren Masse umfassen. Bevorzugt umfasst das Aufbringen ein Umgießen, Umspritzen und/oder Umschäumen des verspannten Batteriezellenverbunds mit der aushärtbaren Masse, vorzugsweise derart, dass der verspannte Batteriezellenverbund umfangsseitig von der aushärtbaren Masse umgeben ist. Beispielsweise kann der verspannte Batteriezellenverbund nach dem Aufbringen der aushärtbaren Masse von einem, vorzugsweise geschlossenen, Rahmen aus der aushärtbaren Masse umgeben sein. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch ein möglichst einfach und schnell anzubringende Möglichkeit zum Fixieren des verspannten Batteriezellenverbunds bereitgestellt.
Nach einem weiteren Aspekt kann beim Aufbringen der aushärtbaren Masse auf den verspannten Batteriezellenverbund der verspannte Batteriezellenverbund auf einer Unterlage aufliegt. Bevorzugt ist die Unterlage dabei plan bzw. eben. Beispielsweise kann die Unterlage plattenförmig sein. Die Unterlage kann eine Oberseite aufweisen, auf die der verspannte Batteriezellenverbund aufgesetzt ist. Bevorzugt kann hierbei vorgesehen sein, dass beim Aufbringen der aushärtbaren Masse auf den verspannten Batteriezellenverbund der verspannte Batteriezellenverbund auf der Unterlage derart aufliegt, dass die aushärtbare Masse nicht zwischen der Unterlage und dem verspannten Batteriezellenverbund eindringen kann. Entsprechend kann beim Aufbringen vorzugsweise die aushärtbare Masse nicht auf eine Unterseite des verspannten Batteriezellenverbunds aufgebracht werden. Auf vorteilhafte Weise kann der Batteriezellenverbund anschließen (vorzugsweise nach einem Härten der Masse) mit der freiliegenden Unterseite auf eine Kühlvorrichtung montiert werden, wobei (z. B. über einen zwischen der Unterseite und der Kühlvorrichtung eingebrachten Gapfiller) ein möglichst guter Wärmeübertrag zwischen den Komponenten sichergestellt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann beim Aufbringen der aushärtbaren Masse auf den verspannten Batteriezellenverbund der verspannte Batteriezellenverbund von einer Füllform umgeben sein. Bei der Füllform kann es sich um eine (z. B. wiederverwendbare) Füllform handeln, die zum Herstellen mehrerer verspannter Batteriezellenverbünde eingesetzt wird. Alternativ kann es sich bei der Füllform auch um eine Füllform handeln, welche anschließend am verspannten Batteriezellenverbund (z. B. in Form eines Gehäuses) verbleibt. Bevorzugt ist die Füllform ein Füllrahmen. Beispielsweise kann die Füllform mehre Wandungsabschnitte aufweisen, die Durchgangsöffnung zur Aufnahme des verspannten Batteriezellenverbunds umfangsseitig umgeben. In einer bevorzugten Ausführungsform kann beim Aufbringen der aushärtbaren Masse auf den verspannten Batteriezellenverbund der verspannte Batteriezellenverbund von der Füllform derart umgeben sein, dass zwischen dem verspannten Batteriezellenverbund und der Füllform ein Zwischenraum besteht, in den die aushärtbare Masse eingebracht wird. Der Zwischenraum kann somit außen von der Füllform und innen von dem verspannten Batteriezellenverbund begrenzt werden. Insgesamt kann dadurch auf vorteilhafte Weise die Dicke der aufgebrachten aushärtbaren Masse möglichst zuverlässig kontrolliert werden.
Nach einem weiteren Aspekt kann die Füllform zumindest eine Öffnung (z. B. eine Bohrung und/oder Aussparung) aufweisen, durch die sich der zumindest eine Druckstempel erstreckt. Bevorzugt weist die zumindest eine Öffnung dabei eine Kontur auf, die einer Außenkontur des zumindest einen Druckstempels entspricht.
Gemäß einem weiteren Aspekt können die mehreren Batteriezellen des Batteriezellenverbunds jeweils Kontaktpole (z. B. jeweils einen Plus- und einen Minuspol) aufweisen. Weiterhin können beim Aufbringen der aushärtbaren Masse auf den verspannten Batteriezellenverbund die Kontaktpole der mehreren Batteriezellen nach oben und/oder unten ausgerichtet sein. Beispielsweise können die Kontaktpole aller (z. B. prismatischen) Batteriezellen nach oben orientiert sein. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch eine gute Zugänglichkeit der Kontaktpole (z. B. für ein nachfolgendes Anbringen von Polverbindern) ermöglicht werden.
Nach einem weiteren Aspekt kann beim Aufbringen der aushärtbaren Masse auf den verspannten Batteriezellenverbund die aushärtbare Masse über die gesamte Höhe der Batteriezellen aufgebracht werden. Beispielsweise kann die aushärtbare Masse von einer (z. B. bodenseitigen) Unterkante der jeweiligen Batteriezellen bis zu einer (z. B. deckelseitigen) Oberkante der jeweiligen Batteriezellen aufgebracht werden.
Zudem oder alternativ kann beim Aufbringen der aushärtbaren Masse auf den verspannten Batteriezellenverbund die aushärtbare Masse umfangsseitig aufgebracht werden. Beispielsweise kann die aushärtbare Masse derart aufgebracht werden, dass die aushärtbare Masse den verspannten Batteriezellenverbund umfangsseitig, vorzugsweise vollständig, umgibt. Bevorzugt wird beim Aufbringen der aushärtbaren Masse auf den verspannten Batteriezellenverbund die aushärtbare Masse ausschließlich umfangsseitig aufgebracht.
Zudem oder alternativ kann beim Aufbringen der aushärtbaren Masse auf den verspannten Batteriezellenverbund die aushärtbare Masse auf Seitenflächen des verspannten Batteriezellenverbunds aufgebracht werden. Die auf Seitenflächen des verspannten Batteriezellenverbunds können dabei z. B. im Wesentlichen vertikal orientiert sein. Bevorzugt wird beim Aufbringen der aushärtbaren Masse auf den verspannten Batteriezellenverbund die aushärtbare Masse dabei ausschließlich auf Seitenflächen des verspannten Batteriezellenverbunds aufgebracht.
Zudem oder alternativ kann beim Aufbringen der aushärtbaren Masse auf den verspannten Batteriezellenverbund die aushärtbare Masse nicht auf eine Oberseite und/oder eine Unterseite des verspannten Batteriezellenverbunds aufgebracht werden. Dies kann z. B. durch ein entsprechendes Steuern des Aufbringens und/oder durch ein entsprechendes Abdecken der Oberseite und/oder Unterseite des verspannten Batteriezellenverbunds erfolgen. Insgesamt kann dadurch auf vorteilhafte Weise eine möglichst gute Fixierung des Batteriezellenverbunds und gleichzeitig gute Zugänglichkeit (z. B. der Kontaktpole) ermöglicht werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann beim Aufbringen der aushärtbaren Masse auf den verspannten Batteriezellenverbund die aushärtbare Masse zusätzlich auf einen Abschnitt des zumindest einen Druckstempels aufgebracht werden. Beispielsweise kann die aushärtbare Masse auf einen innerhalb der Füllform befindlichen Abschnitt des zumindest einen Druckstempels aufgebracht werden. Entsprechend kann der entsprechende Abschnitt des zumindest einen Druckstempels nach dem Aufbringen in die aushärtbaren Masse eingebettet sein. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch ein zuverlässiges Verspannen auch während des Aufbringens sichergestellt werden.
Nach einem weiteren Aspekt kann das Verfahren ferner ein Härten der aushärtbaren Masse aufweisen. Das Härten kann dabei z. B. durch Abkühlen und Erstarren der aushärtbaren Masse erfolgen. Zudem oder alternativ kann das Härten auch durch eine (chemische) Aushärtereaktion erfolgen. Lediglich beispielhaft kann die aushärtbare Masse (z. B. ein Reaktionsharz) mit einem Härter (z. B. ein aminische Härter) vermischt werden, wodurch die beiden Komponenten zu einem (z. B. duroplastischen) Kunststoff reagieren können. Dabei ist es auch möglich, dass die aushärtbare Masse und der Härter (z. B. unmittelbar) vor dem Auftragen und/oder während des Auftragens vermischt werden. Entsprechend kann das Härten zum Teil auch bereits während des Auftragens erfolgen. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch insgesamt der Batteriezellenverbund in seinem verspannten Zustand fixiert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann das Verfahren ferner ein Lösen des zumindest eines Druckstempels von dem Batteriezellenverbund, nachdem die aushärtbare Masse gehärtet ist aufweisen. Beispielsweise kann das Lösen durch ein Zurückbewegen (z. B. ein Zurückziehen) des zumindest einen Druckstempels von dem Batteriezellenverbund erfolgen. Entsprechend kann sodann z. B. auch ein Entnehmen des Batteriezellenverbunds aus der Spanneinrichtung erfolgen. Der so erhaltene (verspannte und fixierte) Batteriezellenverbund kann hierbei auch als „Packet“ bezeichnet werden, welches sodann in eine Batterie oder direkt in ein Fahrzeug eingesetzt werden kann.
Nach einem weiteren Aspekt kann durch das Lösen des zumindest einen Druckstempels zumindest eine Aussparung in der gehärteten Masse entstehen. Die zumindest eine Aussparung kann bspw. ein Loch, eine Lücke und/oder eine Vertiefung in der gehärteten Masse sein. Insbesondere im Fall, dass beim Aufbringen der aushärtbaren Masse auf den verspannten Batteriezellenverbund die aushärtbare Masse zusätzlich auf einen Abschnitt des zumindest einen Druckstempels aufgebracht wurde, kann der zumindest eine Druckstempel vor dem Lösen teilweise von der gehärteten Masse umgeben sein. Beim Lösen (z. B. Zurückziehen) des zumindest einen Druckstempels kann somit der Bereich, in dem vormals der zumindest eine Druckstempel aufgenommen war, die entsprechende zumindest eine Aussparung in der gehärteten Masse bilden. Beispielsweise kann eine Kontur der zumindest eine Aussparung einer Außenkontur des zumindest einen Druckstempels entsprechen.
Weiterhin kann das Verfahren ein Verschließen der zumindest einen Aussparung mit zumindest einer Füllung umfassen. Bevorzugt kann die zumindest eine Füllung zumindest eine Füllmasse und/oder zumindest ein Stopfen sein. Die zumindest eine Füllung kann in die zumindest eine Aussparung eingebracht (z. B. eingegossen und/oder eingesteckt) werden, bevorzugt derart, dass die zumindest eine Füllung nach Außen bündig mit der gehärteten Masse abschließt. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch eine möglichst geschlossene Ummantelung des Batteriezellenverbunds bereitgestellt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann beim Anordnen der mehreren Batteriezellen zu dem Batteriezellenverbund mindestens ein Lückenfüller zwischen zwei der mehreren Batteriezellen positioniert werden. Die zwei Batteriezellen sollen somit bevorzugt nicht unmittelbar aneinander anliegen, sondern über den mindestens einen Lückenfüller voneinander getrennt bzw. beabstandet werden. Bevorzugt füllt der mindestens ein Lückenfüller einen Zwischenraum zwischen den zwei Batteriezellen vollständig aus, sodass beim späteren Aufbringen der aushärtbaren Masse diese nicht zwischen die zwei Batteriezellen eindringen kann. Der Lückenfüller kann dabei z. B. eine Matte oder ein Kissen, insbesondere eine Elastomermatte oder ein Elastomerkissen, beispielsweise ein so genanntes Gappad, zum Beispiel aus einem TIM-Material (Englisch: Thermal Interface Material), insbesondere zur thermischen Kontaktierung der Batteriezellen, sein. Der Lückenfüller kann elastisch und/oder verformbar sein, z. B. zur Druckentlastung bei einer swellingbedingten Ausdehnung der Batteriezellen.
Zudem oder alternativ kann beim Anordnen der mehreren Batteriezellen zu dem Batteriezellenverbund mindestens eine Endplatte an einer Seitenfläche einer der mehreren Batteriezellen positioniert werden. Insbesondere im Fall, dass der Batteriezellenverbund ein Batteriezellenstapel ist, kann die mindestens eine Endplatte z. B. an einem stirnseitigen Ende des Batteriezellenstapels positioniert werden. Die mindestens eine Endplatte kann ferner auch als Auflage- bzw. Druckfläche für den zumindest einen Druckstempel der Spanneinrichtung dienen. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch ein möglichst gleichmäßiger Anpressdruck auf den Batteriezellenverbund ausgeübt werden.
Nach einem weiteren Aspekt können beim Anordnen der mehreren Batteriezellen zu dem Batteriezellenverbund die mehreren Batteriezellen in mehreren Gruppen angeordnet werden. Beispielsweise können die mehreren Batteriezellen in Form mehrerer (z. B. zueinander parallelversetzter) Batteriezellenstapel werden. Vorzugsweise sind die mehreren Gruppen dabei voneinander beabstandet angeordnet, bevorzugt so, dass beim Aufbringen der aushärtbaren Masse die aushärtbare Masse zwischen die mehreren Gruppen eindringen kann. Auf vorteilhafte Weise können so logische Gruppierungen der Batteriezellen (z. B. in Form mehrere Batteriemodule) vorgenommen werden, welche sodann gleichzeitig verspannt bzw. durch die aushärtbare Masse fixiert werden können.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann die aushärtbare Masse ein Kunststoffmaterial und/oder ein Kunstharzmaterial (z. B. ein Epoxidharzmaterial) und/oder ein Schaumstoffmaterial (z. B. ein Polyurethan-Schaumstoffmaterial) sein.
Nach einem weiteren Aspekt wird ein verspannter Batteriezellenverbund bereitgestellt, welcher nach einem Verfahren, wie in diesem Dokument beschrieben, hergestellt ist.
Die zuvor beschriebenen Aspekte und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines verspannten Batteriezellenverbunds gemäß einer Ausführungsform;
2A eine schematische Schnittdarstellung eines Batteriezellenverbunds während der Herstellung eines verspannten Batteriezellenverbunds gemäß einer Ausführungsform;
2B eine schematische Schnittdarstellung eines Batteriezellenverbunds während der Herstellung eines verspannten Batteriezellenverbunds gemäß einer Ausführungsform;
3 eine schematische Schnittdarstellung eines Batteriezellenverbunds während der Herstellung eines verspannten Batteriezellenverbunds gemäß einer Ausführungsform; und
4 eine schematische Schnittdarstellung eines Batteriezellenverbunds während der Herstellung eines verspannten Batteriezellenverbunds gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, sodass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsform bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.
1 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines verspannten Batteriezellenverbunds 10 gemäß einer Ausführungsform. Die 2A, 2B, 3 und 4 zeigen hierzu schematische Schnittdarstellungen eines Batteriezellenverbunds während der Herstellung.
In einem Schritt S1 erfolgt ein Anordnen von mehreren Batteriezellen 12 zu einem Batteriezellenverbund. Die mehreren Batteriezellen 12 können dabei z. B. Lithium-lonen-Batteriezellen sein. Die mehreren Batteriezellen 12 können jeweils Kontaktpole (z. B. einen Pluspol und einen Minuspol) aufweisen (nicht dargestellt). Die mehreren Batteriezellen 12 können jeweils ein Überdruckventil aufweisen (nicht dargestellt). Die jeweiligen Überdruckventile können z. B. in Form einer Sollbruchstelle und/oder Materialschwächung in einer Umhausung der jeweiligen Batteriezellen ausgebildet sein. Die jeweiligen Sollbruchstellen bzw. Materialschwächungen können selbsttätig bei Überschreiten eines Druckschwellenwertes im Inneren der jeweiligen Batteriezellen öffnen. Die mehreren Batteriezellen 12 können prismatische Batteriezellen, Rundzellen und/oder Beutelzellen sein.
Bevorzugt sind die mehreren Batteriezellen 12, die zum Batteriezellenverbund angeordnet werden, alle gleich ausbildet. Beispielsweise kann es sich bei den mehreren Batteriezellen 12 ausschließlich um prismatische Batteriezellen 12 handeln. Weiterhin sollen die mehreren Batteriezellen 12 bevorzugt alle gleich orientiert sein. Beispielsweise können die Kontaktpole der mehreren Batteriezellen 12 jeweils nach oben ausgerichtet sein. Zudem oder alternativ können auch die jeweiligen Sollbruchstellen bzw. Materialschwächungen alle nach oben ausgerichtet sein. Alternativ können die Kontaktpole und/oder die Sollbruchstellen bzw. Materialschwächungen der mehreren Batteriezellen 12 jeweils auch nach unten ausgerichtet sein. Im Fall von Rundzellen kann ferner z. B. jeweils ein Kontaktpol der mehreren Batteriezellen 12 nach oben und ein Kontaktpol nach unten orientiert sein.
Im Batteriezellenverbund können die mehreren Batteriezellen 12 in einer Ebene, besonders bevorzugt in einer Reihe nebeneinander oder in einem Raster, angeordnet sein. Bei dem Batteriezellenverbund kann es sich bspw. um einen Batteriezellenstapel handeln (vgl. 2A, 2B und 3). Beispielsweise können die mehreren Batteriezellen 12 im Batteriezellenstapel entlang einer Stapelrichtung gestapelt sein. Die Stapelrichtung kann z. B. horizontal orientiert sein. Der Batteriezellenverbund bzw. der Batteriezellenstapel kann z. B. zumindest zehn, vorzugsweise zumindest fünfzehn, besonders bevorzugt zumindest sechzehn Batteriezellen 12 umfassen. Weiterhin kann der Batteriezellenverbund mehrerer Gruppen bzw. Untereinheiten umfassen (vgl. 4). Entsprechend können beim Anordnen der mehreren Batteriezellen 12 zu dem Batteriezellenverbund die mehreren Batteriezellen 12 in mehreren Gruppen angeordnet werden. Beispielsweise können die mehreren Batteriezellen 12 in Form mehrerer (z. B. drei) Batteriezellenstapel angeordnet werden. Bevorzugt sind die mehreren Batteriezellenstapel dabei beabstandet voneinander und/oder parallelversetzt zueinander angeordnet.
Beim Anordnen der mehreren Batteriezellen 12 zu dem Batteriezellenverbund im Schritt S1 kann ferner mindestens ein Lückenfüller 14 (z. B. eine Elastomermatte bzw. ein Gappad) zwischen zwei der mehreren Batteriezellen 12 positioniert werden. Der mindestens eine Lückenfüller 14 kann z. B. jeweils an einer Seitenfläche der zwei Batteriezellen 12 anliegen. Bevorzugt weit der mindestens ein Lückenfüller 14 mehrere Lückenfüller 14 auf. Jeder der mehreren Lückenfüller 14 kann dabei jeweils zwischen zwei der Batteriezellen 12 positioniert werden. Entsprechend kann der Batteriezellenverbund eine alternierende Abfolge aus Batteriezellen 12 und Lückenfüllern 14 aufweisen. Der mindestens ein Lückenfüller 14 bzw. die mehreren Lückenfüller 14 können zur Verbesserung einer thermischen Kopplung zwischen den Batteriezellen 12 dienen. Zudem oder alternativ können der mindestens ein Lückenfüller 14 bzw. die mehreren Lückenfüller 14 zur Druckentlastung bei einer swellingbedingten Ausdehnung der Batteriezellen 12 dienen. Der der mindestens ein Lückenfüller 14 kann somit einen Vorhalt für ein Swelling der Batteriezellen 12 übernehmen. Beispielsweise kann der mindestens ein Lückenfüller 14 dazu bei Druckbeaufschlagung (z. B. reversibel) deformierbar sein. Der Lückenfüller kann eine (z. B. elastische) Matte (z. B. Elastomermatte) und/oder ein (z. B. elastisches) Kissen (z. B. Elastomerkissen) sein. Der Lückenfüller kann ferner aus einem TIM-Material (Englisch: Thermal Interface Material) bestehen. Weiterhin kann der mindestens ein Lückenfüller 14 als Propagationsschutz im Falle eines thermischen Durchgehens einer der Batteriezellen 12 dienen.
Beim Anordnen der mehreren Batteriezellen 12 zu dem Batteriezellenverbund im Schritt S1 kann ferner mindestens eine Endplatte 16 an einer Seitenfläche einer der mehreren Batteriezellen 12 positioniert werden. Bevorzugt weist die mindestens eine Endplatte 16 dabei zwei Endplatten 16 auf. Die zwei Endplatten 16 können jeweils an einander entgegengesetzten Seitenfläche (z. B. Stirnseiten des Batteriezellenstapels) angeordnet sein. Die zwei Endplatten können den Batteriezellenverbund somit jeweils stirnseitig begrenzen. Die Endplatten können angeordnet und/oder ausgebildet sein, eine (z. B. durch ein Swelling der Batteriezellen 12 des Batteriezellenverbunds bedingte) Druckbeaufschlagung aufzunehmen. Der Ausdruck „Swelling“ kann dabei vorzugsweise ein mit zunehmender Anzahl an Lade- bzw. Entladezyklen (irreversibles) Zunehmen des Batteriezellenvolumens der Batteriezellen 12 bezeichnen. Bevorzugt weist der Batteriezellenverbund jedoch keine die Endplatten 16 verbindenden Spannelemente wie z. B. Seitenplatten, Zuganker etc. auf.
In einem Schritt S2 erfolgt ein Verspannen des Batteriezellenverbunds mittels zumindest eines Druckstempels 22 einer Spanneinrichtung (z. B. einer Presse, nicht dargestellt). Das Verspannen kann dabei ein Klemmen, Druckbeaufschlagen und/oder Verpressen des Batteriezellenverbunds umfassen. Das Verspannen kann dabei automatisiert und/oder maschinell erfolgen. Das Verspannen kann ausschließlich entlang einer Richtung (z. B. einer Längsrichtung) erfolgen. Beispielsweise kann das Verspannen (z. B. ausschließlich) entlang der Stapelrichtung erfolgen. Bevorzugt werden die Batteriezellen 12 dabei derart verspannt, dass im Wesentlichen kein Leer- bzw. Zwischenraum zwischen den Batteriezellen 12 besteht.
Weiterhin ist vorgesehen, dass beim Verspannen des Batteriezellenverbunds der zumindest eine Druckstempel 22 gegen den Batteriezellenverbund drückt (vgl. z. B. 2A). Der zumindest eine Druckstempel 22 kann dabei, z. B. mittels eines Linearantriebs der Spanneinrichtung, bewegbar (z. B. verfahrbar und/oder verschiebbar) sein. Der zumindest eine Druckstempel 22 kann dabei mechanisch, hydraulisch, pneumatisch und/oder elektrisch angetrieben sein. Der zumindest eine Druckstempel 22 kann eine Kolben-Zylindereinheit umfassen. Der zumindest eine Druckstempel 22 kann zylinderförmig sein. Der zumindest eine Druckstempel 22 kann als eine Spannbacke und/oder Spannarm ausgebildet sein. Der zumindest eine Druckstempel 22 kann beim Verspannen unmittelbar an eine der mehreren Batteriezellen 12 des Batteriezellenverbunds anliegen. Alternativ kann der zumindest eine Druckstempel 22 beim Verspannen an die mindestens eine Endplatte 16 anliegen. In einer bevorzugten Ausführungsform weist der zumindest eine Druckstempel 22 mindestens zwei Druckstempel 22 auf. Bevorzugt drücken die mindestens zwei Druckstempel 22 beim Verspannen des Batteriezellenverbunds voneinander entgegengesetzten Seiten gegen den Batteriezellenverbund. Beispielsweise kann einer der mindestens zwei Druckstempel 22 beim Verspannen von links gegen den Batteriezellenverbund drücken, während ein zweiter der mindestens zwei Druckstempel 22 von rechts gegen den Batteriezellenverbund drückt. Die mindestens zwei Druckstempel 22 können dabei koaxial und/oder parallel zueinander orientiert sein. Im Fall, dass der Batteriezellenverbund mehrere Gruppen umfasst, kann bevorzugt vorgesehen sein, dass der zumindest eine Druckstempel 22 mehrere Druckstempel 22 umfasst, die jeweils zumindest einer der Gruppen zugeordnet sind (vgl. 4). Beispielsweise kann im Fall, dass der Batteriezellenverbund drei Batteriezellenstapel umfasst, der zumindest eine Druckstempel 22 sechs Druckstempel 22 umfasst, wobei jeweils zwei einen der drei Batteriezellenstapel verspannen.
In einem Schritt S3 erfolgt ein Aufbringen einer aushärtbaren Masse 2 auf den verspannten Batteriezellenverbund 10. Bei der aushärtbaren Masse 2 kann es sich z. B. um ein Kunststoffmaterial und/oder ein Kunstharzmaterial (z. B. Epoxidharzmaterial) und/oder ein Schaumstoffmaterial (z. B. Polyurethan-Schaumstoffmaterial) handeln. Die aushärtbare Masse 2 soll bevorzugt elektrisch schwach leitend oder nichtleitend sein. Die aushärtbare Masse 2 kann ein Einkomponenten- oder Zweikomponentensystem sein. Die aushärtbare Masse 2 kann beim Aufbringen in flüssiger oder pastöser Form vorliegen. Die aushärtbare Masse 2 kann beim Aufbringen fließfähig sein. Die aushärtbare Masse 2 kann reaktionshärtend, kalthärtend, thermischhärtend und/oder feuchtigkeitshärtend sein. Die aushärtbare Masse 2 kann ausgebildet sein, nach dem Härten bzw. Aushärten einen (festen) Formkörper zu bilden. Die aushärtbare Masse 2 kann z. B. eine Vergussmasse, ein Lack und/oder ein Klebstoff und/oder ein Schaumstoff sein. Entsprechend kann das Aufbringen ein Vergießen, Verspritzen und/oder Verschäumen der aushärtbaren Masse 2 umfassen.
Beim Aufbringen der aushärtbaren Masse 2 auf den verspannten Batteriezellenverbund 10 im Schritt S3 kann der verspannte Batteriezellenverbund 10 von einer Füllform 6 umgeben sein (vgl. 2A oder 4). Entsprechend kann das Verfahren ein Umgeben des Batteriezellenverbunds oder des verspannten Batteriezellenverbunds 10 mit der Füllform 6 umfassen. Weiterhin kann das Verfahren auch ein Einsetzen des Batteriezellenverbunds oder des verspannten Batteriezellenverbunds 10 in die Füllform 6 umfassen. Die Füllform 6 kann einteilig oder mehrteilig sein. Die Füllform 6 kann ein Gehäuse sein, das bevorzugt am verspannten Batteriezellenverbunds 10 verbleibt. Das Gehäuse kann auch ein Gehäuseabschnitt sein, an den z. B. noch weitre Gehäusekomponenten angebracht werden können. Am Gehäuse (z. B. in einer Wandung des Gehäuses) kann eine Temperiereinrichtung (z. B. in Form einer Kühlleitung und/oder einer Kühlplatte) integriert sein. Das Gehäuse bzw. die Füllform 6 kann ferner Montagepunkte, z. B. für einen späteren Einbau, aufweisen.
Die Füllform 6 kann zumindest abschnittsweise einen Raum zur Aufnahme der aushärtbaren Masse 2 begrenzen. Die Füllform 6 kann zumindest eine Öffnung aufweisen, durch die sich der zumindest eine Druckstempel 22 erstrecken kann. Die Füllform 6 kann bevorzugt aus (z. B. rechteckiger) Füllrahmen ausgebildet sein. Die Füllform 6 kann somit eine im Wesentlichen rahmenförmige Füllformaußenwand aufweisen. In einem Ausführungsbeispiel kann die Füllformaußenwand im Wesentlichen mehreckrahmenförmig (z. B. rechteckrahmenförmig) und/oder vollständig umlaufend sein. Bevorzugt kann beim Aufbringen der aushärtbaren Masse 2 auf den verspannten Batteriezellenverbund 10 der verspannte Batteriezellenverbund 10 von einer Füllform 6 derart umgeben sein, dass zwischen dem verspannten Batteriezellenverbund 10 und der Füllform 6 ein (z. B. rahmenförmiger) Zwischenraum besteht, in den die aushärtbare Masse 2 eingebracht wird. Beispielsweise kann die aushärtbare Masse 2 mittels ein oder mehrerer Lanzen in den Zwischenraum eingebracht werden. Das Aufbringen bzw. Einbringen kann dabei z. B. ein Eingießen und/oder Einspritzen der aushärtbaren Masse 2 in den Zwischenraum und/oder ein Ausschäumen des Zwischenraums mit der aushärtbaren Masse 2 umfassen.
Weiterhin kann beim Aufbringen der aushärtbaren Masse 2 auf den verspannten Batteriezellenverbund 10 im Schritt S3 der verspannte Batteriezellenverbund 10 auf einer Unterlage 4 (z. B. einer Stützplatte) aufliegen bzw. aufgesetzt sein (vgl. 2A oder 2B). Der verspannte Batteriezellenverbund 10 kann somit beim Aufbringen der aushärtbaren Masse 2 auf den verspannten Batteriezellenverbund 10 mit einer Unterseite des verspannten Batteriezellenverbunds 10 an der Unterlage 4 anliegen. Entsprechend kann das Verfahren ein Aufsetzen des Batteriezellenverbunds oder des verspannten Batteriezellenverbunds 10 auf die Unterlage 4 umfassen. Die Unterlage 4 kann den vorgenannten Zwischenraum zwischen Füllform 6 und dem verspannten Batteriezellenverbund 10 nach unten begrenzen. Bevorzugt ist die Unterlage 4 plan bzw. eben. Beispielsweise kann die Unterlage 4 in Form einer Platte ausgebildet sein. Die Unterlage 4 kann eine Auflagefläche zum Auflegen des verspannten Batteriezellenverbunds 10 aufweisen. Die Auflagefläche kann dabei formangepasst zu einer Seitenfläche (z. B. Unterseite) des verspannten Batteriezellenverbunds 10 ausgebildet sein. Bevorzugt kann beim Aufbringen der aushärtbaren Masse 2 auf den verspannten Batteriezellenverbund 10 der verspannte Batteriezellenverbund 10 auf einer Unterlage 4 derart aufliegen bzw. aufgesetzt sein, dass die aushärtbare Masse 2 nicht zwischen der Unterlage 4 und dem verspannten Batteriezellenverbund 10 eindringen kann.
Beim Aufbringen der aushärtbaren Masse 2 auf den verspannten Batteriezellenverbund 10 im Schritt S3 kann die aushärtbare Masse 2 somit nicht auf eine Oberseite und/oder eine Unterseite des verspannten Batteriezellenverbunds 10 aufgebracht werden (vgl. 2A und 2B). Während ein Aufbringen auf die Unterseite z. B. über die vorgenannte Unterlage 4 verhindert werden kann, kann ein Aufbringen auf die Oberseite z. B. durch ein rechtzeitiges Beenden bzw. Stoppen des Aufbringens (z. B. des Eingießens bzw. Einspritzens) erreicht werden. Entsprechend kann beim Aufbringen der aushärtbaren Masse 2 auf den verspannten Batteriezellenverbund 10 die aushärtbare Masse 2 ausschließlich auf Seitenflächen des verspannten Batteriezellenverbunds 10 aufgebracht werden. Bevorzugt sind die Seitenflächen dabei im Wesentlichen vertikal orientiert bzw. weisen eine im Wesentlichen horizontale Oberflächennormale auf. Die aushärtbare Masse 2 kann ferner über die gesamte Höhe der Batteriezellen 12 aufgebracht werden. Nach dem Aufbringen kann sich die aushärtbare Masse somit bspw. von einer (z. B. bodenseitigen) Unterkante der jeweiligen Batteriezellen 12 bis zu einer (z. B. deckelseitigen) Oberkante der jeweiligen Batteriezellen 12 erstrecken.
Weiterhin kann, wie z. B. den 3 und 4 entnommen werden kann, beim Aufbringen der aushärtbaren Masse 2 auf den verspannten Batteriezellenverbund 10 im Schritt S3 die aushärtbare Masse 2 umfangsseitig, vorzugsweise ausschließlich umfangsseitig, aufgebracht werden. Der verspannte Batteriezellenverbund 10 kann somit nach dem Aufbringen von einem, vorzugsweise geschlossenen, Rahmen aus der aushärtbaren Masse 2 umgeben sein. Der Rahmen aus der aushärtbaren Masse 2 kann dabei im Wesentlichen mehreckrahmenförmig (z. B. rechteckrahmenförmig) und/oder vollständig umlaufend sein. Die aushärtbare Masse 2 kann dabei derart aufgebracht werden, dass die aushärtbare Masse 2 den verspannten Batteriezellenverbund 10 umfangsseitig, vorzugsweise vollständig, umgibt.
Ferner kann beim Aufbringen der aushärtbaren Masse 2 auf den verspannten Batteriezellenverbund 10 im Schritt S3 die aushärtbare Masse 2 zusätzlich auch auf zumindest eine elektrische Leitung (z. B. ein Kabel) aufgebracht werden. Die zumindest eine elektrische Leitung kann dem verspannten Batteriezellenverbund 10 zugeordnet sein. Beispielsweise kann die zumindest eine elektrische Leitung dazu dienen, die Batteriezellen 12 des verspannten Batteriezellenverbunds 10 mit weiteren Komponenten (z. B. einem Verbraucher und/oder einem Verteiler) zu verbinden. Die zumindest eine elektrische Leitung kann z. B. eine HV- oder LV-Verkabelung sein. Die zumindest eine elektrische Leitung kann beim Aufbringen der aushärtbaren Masse 2 zumindest abschnittsweise in die aushärtbare Masse 2 eingebettet werden bzw. zumindest abschnittsweise von der aushärtbaren Masse 2 umgeben werden.
Wie vorstehend erwähnt wurde, ist vorgesehen, dass das Aufbringen der aushärtbaren Masse 2 auf den verspannten Batteriezellenverbund 10 bevorzugt erfolgt, während dieser verspannt ist/wird bzw. während sich dieser in der Spanneinrichtung befindet. Damit erfolgt das Aufbringen der aushärtbaren Masse 2 auf den verspannten Batteriezellenverbund 10 vorzugweise während der zumindest eine Druckstempel 22 gegen den Batteriezellenverbund drückt. Entsprechend kann beim Aufbringen der aushärtbaren Masse 2 auf den verspannten Batteriezellenverbund 10 die aushärtbare Masse 2 zusätzlich auf einen Abschnitt des zumindest einen Druckstempels 22 aufgebracht werden (vgl. 2A und 4). Beispielsweise kann die aushärtbare Masse 2 auf einen innerhalb der Füllform 6 befindlichen Abschnitt des zumindest einen Druckstempels 22 aufgebracht werden. Entsprechend kann der Abschnitt des zumindest einen Druckstempels 22 nach dem Aufbringen der aushärtbaren Masse 2 zumindest abschnittsweise in die aushärtbare Masse 2 eingebettet sein. Umgekehrt kann durch den zumindest einen Druckstempel 22 ein Auf- bzw. Einbringen der aushärtbaren Masse 2 in einen Raumbereich, der von dem zumindest einen Druckstempel 22 (z. B. innerhalb der Füllform 6) eingenommen wird, unterbunden werden.
In einem optionalen Schritt S4 kann ferner ein Härten (z. B. Aushärten) der aushärtbaren Masse 2 erfolgen. In Abhängigkeit der verwendeten aushärtbaren Masse 2 kann das Härten z. B. durch ein Abkühlen durch ein Erhitzen und/oder durch eine (chemische) Aushärtereaktion (z. B. eine Vernetzungsreaktion) erfolgen. Eine Aushärtereaktion kann dabei z. B. dadurch erfolgen, dass die aushärtbare Masse 2 (z. B. ein Reaktionsharz) mit einem Härter (z. B. ein aminische Härter) vermischt wird, wodurch die beiden Komponenten zu einem (z. B. duroplastischen) Kunststoff reagieren. Das Vermischen der beiden Komponenten kann dabei bspw. auch bereits während des Auftragens erfolgen. Durch das Härten bzw. Aushärten kann die aushärtbare Masse 2 einen festen Zustand übergehen bzw. einen (festen) Formkörper zu bilden. Dabei wird vorzugsweise das Verspannen mittels des zumindest einen Druckstempels 22 solange aufrechterhalten, bis die aushärtbare Masse 2 ausgehärtet ist. Dadurch kann der verspannte Batteriezellenverbund 10 in dem verspannten Zustand fixiert werden, ohne das weitere mechanische Hilfsmittel, wie z. B. ein Spannrahmen oder ähnliches, notwendig sind. Entsprechend kann der Batteriezellenverbund bzw. der verspannten Batteriezellenverbund 10 frei von einem metallischen Halte- bzw. Spannrahmen ausgeführt sein.
In einem weiteren optionalen Schritt S5 kann sodann ein Lösen des zumindest eines Druckstempels 22 von dem Batteriezellenverbund erfolgen, nachdem die aushärtbare Masse 2 gehärtet ist (vgl. 2B). Das Lösen kann bspw. durch ein Zurückbewegen (z. B. ein Zurückziehen) des zumindest einen Druckstempels 22 von dem verspannten Batteriezellenverbund 10 erfolgen. Beispielsweise kann dies mittels eines Linearantriebs der Spanneinrichtung erfolgen. Nach dem Lösen des zumindest eines Druckstempels 22 kann der ausgehärtete verspannten Batteriezellenverbund 10 auch aus der Spanneinrichtung entnommen werden. Anschließen kann der Batteriezellenverbund z. B. an einer Temperierplatte angebracht werden. Weiterhin kann der Batteriezellenverbund sodann in einer Batterie und/oder einem Fahrzeug angeordnet werden. Der verspannte Batteriezellenverbund kann dabei im Rahmen eines „Cell-to-Module“, eines „Cell-to-Layer“ oder eines „Cell-to-vehicle“ Ansatzes verwendet werden.
Weiterhin kann, wie in 2B exemplarisch dargestellt ist, durch das Lösen des zumindest einen Druckstempels 22 zumindest eine Aussparung 8 in der gehärteten Masse entstehen bzw. verbleiben. Die zumindest eine Aussparung 8 kann bspw. ein Loch, eine Lücke und/oder eine Vertiefung in der gehärteten Masse sein. Die zumindest eine Aussparung 8 kann insbesondere dadurch resultieren, dass durch den zumindest einen Druckstempel 22 ein Auf- bzw. Einbringen der aushärtbaren Masse 2 in einen Raumbereich, der von dem zumindest einen Druckstempel 22 (z. B. innerhalb der Füllform 6) eingenommen wurde, blockiert wurde. Beim Lösen (z. B. Zurückziehen) des zumindest einen Druckstempels 22 kann somit dieser Raumbereich, in dem vormals der zumindest eine Druckstempel 22 aufgenommen war, die entsprechende zumindest eine Aussparung 8 in der gehärteten Masse bilden. Hierbei kann bevorzugt vorgesehen sein, dass das Verfahren ferner ein Verschließen der zumindest einen Aussparung 8 mit zumindest einer Füllung 18 (z. B. mit einer Füllmasse und/oder mit einem Stopfen) umfasst (vgl. 3). Die zumindest eine Füllung 18 kann in die zumindest einen Aussparung 8 eingebracht (z. B. eingegossen, eingespritzt, eingeschäumt und/oder eingesteckt) werden, bevorzugt derart, dass die zumindest eine Füllung 18 nach Außen bündig mit der gehärteten Masse abschließt.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen ausgeführt werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Folglich soll die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele begrenzt sein, sondern soll alle Ausführungsbeispiele umfassen, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen.
Bezugszeichenliste

2: Aushärtbare Masse
4: Unterlage
6: Füllform
8: Aussparung
10: Verspannten Batteriezellenverbunds
12: Batteriezellen
14: Lückenfüller
16: Endplatte
18: Füllung
22: Druckstempels
H: Hochachse
L: Längsachse
Q: Querachse

Claims

Verfahren zur Herstellung eines verspannten Batteriezellenverbunds (10), aufweisend: - Anordnen von mehreren Batteriezellen (12) zu einem Batteriezellenverbund, vorzugsweise zu einem Batteriezellenstapel; - Verspannen des Batteriezellenverbunds mittels zumindest eines, vorzugsweise zylinderförmigen, Druckstempels (22) einer Spanneinrichtung, wobei der zumindest eine Druckstempel (22) beim Verspannen des Batteriezellenverbunds gegen den Batteriezellenverbund drückt; und - Aufbringen einer aushärtbaren Masse (2) auf den verspannten Batteriezellenverbund (10).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei: der zumindest eine Druckstempel (22) mindestens zwei, vorzugsweise zylinderförmige, Druckstempel (22) aufweist, wobei vorzugsweise die mindestens zwei Druckstempel (22) beim Verspannen des Batteriezellenverbunds voneinander entgegengesetzten Seiten gegen den Batteriezellenverbund drücken.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: das Aufbringen ein Vergießen, Verspritzen und/oder Verschäumen der aushärtbaren Masse (2) umfasst.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: beim Aufbringen der aushärtbaren Masse (2) auf den verspannten Batteriezellenverbund (10) der verspannte Batteriezellenverbund (10) auf einer, vorzugsweise planen, Unterlage (4) aufliegt, vorzugsweise derart, dass die aushärtbare Masse (2) nicht zwischen der Unterlage (4) und dem verspannten Batteriezellenverbund (10) eindringen kann.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: beim Aufbringen der aushärtbaren Masse (2) auf den verspannten Batteriezellenverbund (10) der verspannte Batteriezellenverbund (10) von einer Füllform (6), vorzugsweise einem Füllrahmen, umgeben ist, vorzugsweise derart, dass zwischen dem verspannten Batteriezellenverbund (10) und der Füllform (6) ein Zwischenraum besteht, in den die aushärtbare Masse (2) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei: die Füllform (6) zumindest eine Öffnung aufweist, durch die sich der zumindest eine Druckstempel (22) erstreckt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: die mehreren Batteriezellen (12) des Batteriezellenverbunds jeweils Kontaktpole aufweisen; und beim Aufbringen der aushärtbaren Masse (2) auf den verspannten Batteriezellenverbund (10) die Kontaktpole der mehreren Batteriezellen (12) nach oben und/oder unten ausgerichtet sind.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei beim Aufbringen der aushärtbaren Masse (2) auf den verspannten Batteriezellenverbund (10) die aushärtbare Masse (2): a) über die gesamte Höhe der Batteriezellen (12) aufgebracht wird; und/oder b) umfangsseitig, vorzugsweise ausschließlich umfangsseitig, aufgebracht wird; und/oder c) auf Seitenflächen, vorzugsweise ausschließlich auf Seitenflächen, des verspannten Batteriezellenverbunds (10) aufgebracht wird; und/oder d) nicht auf eine Oberseite und/oder eine Unterseite des verspannten Batteriezellenverbunds (10) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: beim Aufbringen der aushärtbaren Masse (2) auf den verspannten Batteriezellenverbund (10) die aushärtbare Masse (2) zusätzlich auf einen Abschnitt des zumindest einen Druckstempels (22) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend: - Härten der aushärtbaren Masse (2); und - Lösen des zumindest eines Druckstempels (22) von dem Batteriezellenverbund (10) nachdem die aushärtbare Masse (2) gehärtet ist.
Verfahren nach Anspruch 10, falls rückbezogen auf Anspruch 9, wobei: durch das Lösen des zumindest eines Druckstempels (22) zumindest eine Aussparung (8) in der gehärteten Masse (2) entsteht; und das Verfahren ferner ein Verschließen der zumindest einen Aussparung (8) mit zumindest einer Füllung (18), vorzugsweise mit zumindest einer Füllmasse und/oder mit zumindest einen Stopfen, umfasst.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei beim Anordnen der mehreren Batteriezellen (12) zu dem Batteriezellenverbund: a) mindestens ein Lückenfüller (14), vorzugsweise eine Elastomermatte, zwischen zwei der mehreren Batteriezellen (12) positioniert wird; und/oder b) mindestens eine Endplatte (16) an einer Seitenfläche einer der mehreren Batteriezellen (12) positioniert wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei beim Anordnen der mehreren Batteriezellen (12) zu dem Batteriezellenverbund: die mehreren Batteriezellen (12) in mehreren, vorzugsweise voneinander beabstandeten, Gruppen angeordnet werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die aushärtbare Masse (2) ein Kunststoffmaterial und/oder ein Kunstharzmaterial, vorzugsweise ein Epoxidharzmaterial, und/oder ein Schaumstoffmaterial, vorzugsweise ein Polyurethan-Schaumstoffmaterial.
Verspannter Batteriezellenverbund (10) hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche.